机构公共约束辨识及自由度计算“拆闭副法”

本文论证了闭环机构公共约束m_i与开环机构末杆约束m′_i的差异,提出关系式:m_i=m′_i f′_i。澄清长期以来在机构自由度计算中关于公共约束的疑难。指出И·И·Артоболевский统一结构公式中的m_i,若定义为开环末杆约束m′_i,则在自由度计算中,运动副的级有确定的统一定义。阿氏公式与F·Freudenstein公式等效。作者建议取А·П·Мальищев型修正公式:W=6n-sum from k=1kp_k sum from i=1 m_i作为统一结构公式;并提出确定末杆约束的拆闭副法;指出应用刚体运动分解原理考察各运动副对末杆产生的独立运动时,必须考虑末杆的约束条件。文中列举若干计算例题,并与常用计算方法进行对比分析。     

用对偶矢量计算开环机构末杆自由度的应用及算例

论述了用对偶矢量计算开环机构末杆自由度在机的机构自由度计算中的应用，并给出以这种方法计算各种不同类型闭环机自由度的算例。     

空间机构自由度计算公式的研究

通过对传统空间机构自由度的研究,提出新的空间机构自由度计算公式。既可以求空间机构的自由度,又可以求平面机构的自由度。该方法使用方便,求解简单,为空间机构自由度的计算提供了可靠的理论计算公式。     

平面连杆机构中公共约束数与静不定次数的研究

本文就平面机构中从动杆组的分组方法以及公共约束数与其静不定次数的关系进行了研究，得出了平面机构中公共约束数与其静不定次数相等的重要结论。当多环平面机构的某独立环含有公共约束时，其机构的从动杆组仍然具有运动的确定性，只有其从动杆组需要进行再分组。     

平面连杆机构中公共约束数与静不定次数的研究

本文就平面机构中从动杆组的分组方法以及公共约束数与其静不定次数的关系进行了研究，得出了平面机构中公共约束数与其静不定次数相等的重要结论；当多环平面机构的某独立环含有公共约束时，其机构的从动杆组仍然具有运动的确定性，只是其从动杆组需要进行再分组。     

微尺度静定性轧机的设计与开发

考虑轧辊弯曲挠度以及轴承座与机架侧面之间的间隙两个微尺度参量对于辊系机构静定性的影响,采用机构学杆系自由度分析和综合理论以及陀螺效应力学理论分析当代轧机的辊系结构,提出轧机辊系结构存在超静定性和静不定性。针对轧机辊系结构的超静定问题,通过增加机构自由度而创制空间自位高刚度轧机、空间自位万能高刚度轧机;对2200铝箔四辊轧机止推滚动轴承烧损问题的研究发现,轧机因陀螺效应而引起动态交叉行为导致其辊系静不定结构问题,通过增加千斤顶机构而创制600半静定性四辊轧机、静定性六辊轧机和封闭式稳定型钢轧机。在获得轧机滚动轴承延寿的重大成果后,欲彻底解决轧机两端支反力不等及镰刀弯弊端、工作辊夹住板带横向移动现象、一流六辊轧机中间辊止推滚动轴承损坏、轧机颤振以及普遍不能达标负荷状态生产的现状及无法实施大压下率轧制工艺等十几项轧机弊端,并证明当代轧机是非一流装备,从小、中型轧机改造实践中创新的微尺度静定性轧机急需应用于中厚板等大型轧机的设计。     

串联机器人手臂末杆自由度的一种求法

串联机器人手臂的末端构件在空间中最多有6个自由度.在螺旋理论和运动输出矩阵的基础上,提出了又一种能够便捷地计算串联机器人手臂末杆构件自由度数目的方法,该方法为研究并联机器人打下了良好的基础.     

预应力轧机机架静力分析

本文将预应力轧机机架简化为闭式机架进行了计算,注意到拉杆中心线相对于立柱中性轴的偏心对机架强度的影响;推导出拉杆拉力和立柱压力计算公式;确定拉杆应按强度要求设计;并由机架盖与立柱接合面的变形协调关系,推导出最佳预紧力计算公式。文中还运用SAP 5线性结构分析程序,对预应力机架进行了有限单元法计算。根据理论分折和有限单元法计算结果,归纳出预应力机架的主要应力特征。并用实测验证了文中提出的各计算公式。     

直线滚动导轨额定静载荷的计算

本文采用轴承理论关于额定静载荷的定义,推导了直线滚动导轨分别以滚动体与滚道接触处的最大接触应力小于或等于许用接触应力为许用判据;以及应用Palmgren计算公式和Harris修正方程,以接触应力最大处滚动体和滚道的总塑性变形量小于或等于滚动体直径的万分之一为许用判据的额定静载荷计算公式.同时说明安顿极限(shake-down limit)也可能作为计算直线滚动导轨额定静载荷的许用判据.     

空问机构自由度计算

从四杆机构具有灵活性和平面机构任意封闭图形具有3个约束的理论出发，对机构学的自由度公式进行了研究。研究结果表明：只要对平面、球面机构自由度的计算公式稍加变化，推导出空间机构求自由度的新公式。利用这个新公式，既可以求空间机构的自由度，又可以求平面、多环、空间开式链、混合链等机构的自由度。它比传统公式使用简便，在形式和内容上都有实际意义，从而为空间机构自由度的计算提供了可靠的理论计算式。     

两自由度函数综合仪的类型综合

本文应用杆组综合理论,在杆组外副上併接输入构件及机架的方法进行两自由度函数综合仪的类型综合。结果得到七杆机构的结构型式1种,九杆机构的结构型式17种;与文献[2]用八杆机构增加一个构件的方法综合九杆两自由度机构所得结果相同。文中所述杆组综合的步骤与方法,将是杆组的运动分析及力计算的基础,这三者组成一个多杆多自由度机构分析与综合的理论体系。     

螺栓连接组合梁的弯曲计算

由于螺栓连接组合梁的弯曲是一个静不定问题,一些文献把螺栓连接组合梁弯曲作为静定问题来处理,有时会导致螺栓连接组合梁叠层梁弯曲应力、弯曲挠度、螺栓剪力的计算结果存在很大的误差。本文按静不定问题研究了螺栓连接组合梁弯曲变形,导出了螺栓连接组合梁弯曲的弯曲应力、弯曲挠度、螺栓剪力计算公式。通过有限元法及实验验证了把螺栓连接组合梁弯曲作为静不定问题处理是正确的。     

静不定结构位移计算及其应用

介绍超静不定结构位移算法,结构的多余未知力一旦算出,可当作外荷载看待,位移计算采用简便的静定稳定的结构体系。用单位荷载法,方便省时,也可应用此法计算静不定单自由度结构震动周期。     

预张力索杆体系分布式静不定与动不定分析

针对预张力索杆体系,将构件刚度与体系判定相结合,提出了分布式静不定和分布式动不定的计算方法,使体系分析从系统层面向构件层面延伸.该方法在平衡矩阵理论基础上,采用奇异值分解法分别求解相互正交的两类单元变形量和两类节点外荷载模态;在排除整体刚体位移模态后,利用该正交性,求解分布式静不定和动不定.所提出的方法克服了已有方法中的奇异性问题,具有普适性,能广泛地适用于动定及动不定结构;揭示了分布式静不定与结构重要性及结构敏感性间的关系,以及分布式动不定与节点可动性间的关系.通过2组算例,说明了该方法在预张力索杆体系中的应用,并证明了其有效性和正确性.     

求解工程中静不定结构内力的通用方法

基于材料力学、结构力学工程中静不定结构内力的求解多采用力法、位移法等方法,静不定结构在外载荷作用下的平衡状态是一个稳定的平衡状态,其应变能存在极小值,故利用静不定结构的多余约束力列出其应变能表达式,引入拉格朗日乘数并结合静力平衡方程,构造拉格朗日函数,对拉格朗日函数求一阶导数并令一阶导数等于0,即可求得静不定结构的内力,并通过算例予以证明。研究结果表明:此方法适用于求解平面或空间静不定梁、弧形结构、刚架、桁架(包括非线性材料)的约束反力、内力及位移;采用拉格朗日乘数法求解静不定桁架内力的通用性较强,不但可以克服常规方法需利用几何关系建立协调方程的缺陷,而且具有力学概念清晰直观、计算过程简洁、便于工程设计人员在实际中掌握和计算的优点;其所得结果是精确解析解,故可以用于检验其他方法的计算精度。     

集对分析理论及其在机械系统可靠度计算中的应用

基于集对分析的新原理与新思路 ,在介绍集对分析的基本概念和联系度的有关运算后 ,定义了机械系统可靠度的联系度 ,给出了串联系统的可靠度联系数的计算公式μ =R +Fj=μ1·μ2 … μn 与计算实例 ,为机械系统可靠度计算与分析提供了新的方法 .     

材料力学中的静不定结构分析在工业产品设计中的应用

在工业产品设计中,对结构特殊的形体在进行理论设计和强度校核时常会遇到复杂的静不定问题,利用静不定结构分析来研究这类问题是行之有效的,本文利用超静定结构分析方法对轻便自行车车体的强度进行计算,得到了很好的结果。     

螺栓连接双模量材料层合梁的弯曲变形分析

按静不定结构研究螺栓连接双模量材料层合梁的弯曲变形,推导出螺栓连接双模量层合梁的弯曲应力、螺栓剪力及弯曲挠度的计算公式。研究结果表明:螺栓或销钉连接构件作为静定问题处理时,会忽略螺栓或销钉连接层合梁的层梁弯曲变形时产生的轴向压力;螺栓或销钉连接构件作为静不定问题处理时,则要考虑被螺栓或销钉连接层合梁的层梁弯曲变形时产生的轴向压力;所提出的计算公式为采用螺栓或铆钉链接2层或多层层合板结构的设计提供依据。     

2150热连轧机机架强度刚度和振动分析

针对2150热连轧机组第3架轧机轧制过程中发生的振动问题,对机架的强度和刚度进行了计算,推导了轧机机架第一阶固有频率的计算公式,计算结果为10.978 Hz,对快速计算机架固有频率具有重要意义;并且应用有限元法对机架进行动力学特性分析,计算结果表明,两种方法所得的固有频率比较吻合,从而为轧机机架的设计提供了依据。     

闭环机构关联杆组与冗余约束的关系

含冗余约束的闭环机构型综合一直是机构学中的有意义和重要的课题。本文研究了闭环机构中关联杆组、冗余约束、自由度和被动自由度之间的关系。用串联连接的单自由度基本连杆构成含多自由度的运动副;推导出计算关联杆组自由度、基本运动副数、关联杆组中有效基本连杆数公式。在此基础上用决策树逻辑法确定了闭环机构冗余约束与基本连杆的关系,为含冗余约束和被动自由度的闭环机构型综合提供理论依据。